Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
По своей химической природе эти молекулы, казалось бы, бесконечно разнообразны, но, по счастью, их можно сгруппировать в несколько четко различимых классов. В каждый из таких классов попадают молекулы, содержащие некоторые общие группировки атомов. Главных классов четыре: углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты (табл. 3-1). Многие молекулы содержат химические группы, характерные для нескольких классов; их классификация но необходимости носит произвольный характер. В клетке имеется также много молекул меньшего размера (например, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды, различные кофермейтьт), мельчайшие молекулы (например, О,, и СО.>) и большое число электрически заряженных неорганических ионов (например, Na+, К f и РО*'). Наконец, есть в клетке и вездесущая Н,0, служащая растворителем для большинства биологических молекул; в этом растворителе легко происходит диффузионное перемещение молекул из одной области клетки в другую.
Электронная микрофотография очень тонкого среза клеткп Е. coli (рис. 3-6) позволяет составить представление об организации этой клетки. Снаружи клетка окружена жесткой оболочкой — мозаичной структурой, состоящей из белков, полисахаридов и липидов и имеющей толщину 100 Л. Непосредственно под ней находится эластичная клеточная мембрана толщиной также 100 А, состоящая в основном из белков и липидов. Эта мембрана полупроницаема, и именно она определяет, какие молекулы поступают в клетку или выходят из нее. Жизненно важна способность мембраны поддерживать градиент концентрации, поскольку кои центра цпя многих молекул (больших и малых) внутри клетки значительно выше, нежели во внешней среде. Это касаотс.я как неорганических ионов (например, К* и Mg2+), так п важнейших органических молекул. Мембрана должна активно препятствовать диффузии молекул во внешнюю среду, где их концентрация значительно ниже. Схематически строение
1 Дальтон — еднтща, используемая для выражения молекулярного веса (— 1,65‘К)-24 г).— Прим. перев.
Химия бактериальной клетки
Г N*Як ^
X*
я
I'uc. З-В. Электронная микрофотография сверхтонкого среза клетки Е. coli; х 105 ООО. (Предостаклена Келленбергером.)
Виешняи оболочка играет защитную роль. Под ней находится клеточная мембрана, кото-
рая регулирует проницаемость. Обычно клеточная мембрана плотно примыкает к оболочке, здесь же для большей наглядности представлен случаи, когда она от нее отстает
типичной клетки Е. coli представлено но рис. 3-7. Приблизительно V5 часть внутреннего объема клетки занята дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) — веществом, ответственным за передачу генетической информации от одной клетки к другой. Вокруг области, занятой ДНК, располагается 21) ООО—30 ООО сферических частиц диаметром 200 А. Это рибосомы, обычно они присутствуют в клетке в виде агрегатов, которые называются полирибосомами. Рибосомы представляют собой клеточные центры белкового сиитеза н содержат приблизительно 40% белка п 60% рибонуклеиновой кислоты (РНК). Остальное пространство в клетке занимают пода п растворенные в ией ферменты, а также большое число различных малых молекул.
В настоящее время мы можем лишь приблизительно определить число разных типов молекул, содержащихся в клетке Е. coli, так как непрерывно поступают сообщения о вновь открытых веществах. Наиболее вероятной можно считать величину порядка 300Q—6000 (табл. 3-2). Одни вещества (например, Н.,0 и С02) химически просты; другие (например, глюкоза или аденин) более сложны, по н они вполне доступны для изучения с помощью современных химических методов. Наконец, третьи (в особенности белки и нуклеиновые кислоты) имеют очень крупные молекулы, так что даже в настоящее время их химическое строение с величайшим
5*
67
Глава 3
Таблица 3-1 Главные классы биологических молекул
Класс Общие даишле Функция
Белки Молекулы содержат С, Н, О, >J и Большинство белков — это ферменты.
иногда S; построены из аминю- Некоторые. присутствующие п кислот организме в больших количествах,
используются для построения различных важных структур, например клеточной оболочки, клеточной мембраны, рибосом, миофкб-рилл, нервных волокон н т.д.
Лцпттды
Не растворяются в воде. Построены из глицерина и трех остатков высших жирных кислот (триглицериды). Иногда одна из жирных .кислот замещается холи ном (лецитины) или глицерин замещается сфингозином. Многие липиды содержат фосфор (фосфолипиды)
Триглицериды — главный источник запасенной энергии. Они распадаются с образованием ацетил-Ко А. Фосфолипиды — необходимый ком попоит всех мембран. Их нерастворимость в воде регулирует проницаемость
Углеводы
Молекулы содержат С, II п О, обычно в соотношениях, близких к 1:2:1. Полисахариды построены из простых еахаров (моносахаридов). таких, как глюкоза и галактоза. Н некоторых случаях сахар содержит аминогруппу (пример: глюкоза мин)
